(57)【要約】高誘電率を有するとともに高温状態で安定したキャパシタ絶縁膜の形成を実現する。基板を収容する処理室に第１の元素を含む第１の原料を供給して、前記基板の表面に前記第１の原料を吸着させる工程と、前記第１の原料を吸着させた後、前記処理室に第２の元素を含む第２の原料を供給して、前記基板の表面に前記第２の原料を吸着させる工程と、前記処理室に第３の元素を含む第３の原料を供給して、前記基板の表面を改質する工程と、前記処理室内の雰囲気を除去する工程と、を含む工程を行うことにより、所定の膜を形成する半導体装置の製造方法であって、前記基板の表面に吸着させる前記第１の原料の飽和吸着量に対して、前記第１の原料の吸着量と前記第２の原料の吸着量を調整することにより、前記膜中における第２の元素の含有量を制御することを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
2011093203.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を収容する処理室に第１の元素を含む第１の原料を供給して、前記基板の表面に前記第１の原料を吸着させる工程と、
前記第１の原料を吸着させた後、前記処理室に第２の元素を含む第２の原料を供給して、前記基板の表面に前記第２の原料を吸着させる工程と、
前記処理室に第３の元素を含む第３の原料を供給して、前記基板の表面を改質する工程と、
前記処理室内の雰囲気を除去する工程と、
を含む工程を行うことにより、所定の膜を形成する半導体装置の製造方法であって、
前記基板の表面に吸着させる前記第１の原料の飽和吸着量に対して、前記第１の原料の吸着量と前記第２の原料の吸着量を調整することにより、前記膜中における第２の元素の含有量を制御することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記基板に形成される膜は、高誘電体膜であることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記第１の元素はハフニウムおよびジルコニウムを含む金属元素であって、前記第２の元素はシリコンもしくはアルミニウムであり、前記第３の元素は酸素であることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
基板を収容する処理室に第１の元素を含む第１の原料を供給して、前記基板の表面に前記第１の原料を吸着させる第１の工程と、
前記処理室内の雰囲気を除去する第２の工程と、
前記処理室に第２の元素を含む第２の原料を供給して、前記基板の表面に前記第２の原料を吸着させる第３の工程と、
前記処理室内の雰囲気を除去する第４の工程と、
前記処理室に第３の元素を含む第３の原料を供給して、前記基板の表面を改質する第５の工程と、
前記処理室内の雰囲気を除去する第６の工程と、
を順に複数回繰り返すことにより、所定の膜を形成する半導体装置の製造方法であって、
前記基板の表面に吸着させる前記第１の原料の飽和吸着量に対して、前記第１の原料の吸着量と前記第２の原料の吸着量を調整することにより、前記膜中における第２の元素の含有量を制御することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
基板を収容する処理室と、
前記基板に第１の元素を含む第１のガスを供給する第１のガス供給系と、
前記基板に第２の元素を含む第２のガスを供給する第２のガス供給系と、
前記基板に第３の元素を含む第３のガスを供給する第３のガス供給系と、
前記基板に前記第１のガスを供給して前記基板の表面に少なくとも前記第１の元素を吸着させた後、前記基板に前記第２のガスを供給して前記基板の表面に少なくとも前記第２の元素を吸着させ、さらに前記基板に前記第３のガスを供給して前記基板の表面に吸着した前記第１の元素と前記第２の元素を反応させて前記基板の表面に所定の膜を形成するよう前記第１のガス供給系、前記第２のガス供給系及び前記第３のガス供給系を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記基板の表面に吸着させる前記第１の元素の飽和吸着量に対して、前記第１のガスの吸着量と前記第２の元素の吸着量を調整することにより、前記膜中における第２の元素の含有量を制御する基板処理装置。
【請求項６】
前記処理室を排気する排気系をさらに有し、
前記制御部は、前記基板に前記第１のガスを供給した後であって前記基板に前記第３のガスを供給する前のタイミングもしくは、前記基板に前記第２のガスを供給した後であって前記基板に前記第３のガスを供給する前のタイミングの少なくともいずれかのタイミングで、前記処理室を排気するよう前記排気系を制御する請求項５記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記処理室は、複数の基板を積層して収容する請求項５記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記基板処理装置を用いて製造された請求項５記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコン等のウエハからＩＣ等の半導体素子を製造する半導体装置の製造方法、基板処理装置及び半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体デバイスの高密度化に伴い、デバイスを形成する際の絶縁膜に関しても、より薄い膜が求められてきた。しかし、絶縁膜を薄くするとトンネル電流が流れるため、実効的には薄くしても実際にはトンネル効果が生じない厚さにしたいという要望があり、キャパシタ材料としては誘電率の大きなハフニウム酸化膜やジルコニウム酸化膜などの高誘電率金属酸化物に注目が集まっている。例えば、シリコン酸化膜で１．６ｎｍの厚さの膜を形成しようとする場合は電気的制約が困難であるが、高誘電率（Ｈｉｇｈ−ｋ）膜であるハフニウム酸化膜であれば４．５ｎｍの厚さで同等の誘電率を得ることができる。このように、９０ｎｍ〜５０ｎｍ級ＤＲＡＭ素子のキャパシタを中心とした絶縁膜として高誘電率（Ｈｉｇｈ−ｋ）膜であるハフニウム酸化膜やジルコニウム酸化膜の採用が可能となる。高誘電率（Ｈｉｇｈ−ｋ）膜の形成方法としては、凹部埋めこみ性、ステップカバレッジ性に優れるＡＬＤ（Ａｔｏｍｏｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）成膜方法がある。【０００３】
ハフニウム酸化膜やジルコニウム酸化膜成膜においては、金属原料としてテトラキスエチルメチルアミノハフニウム（ＴＥＭＡＨ：Ｈｆ［Ｎ（ＣＨ3）（Ｃ2Ｈ5）］4）テトラキスエチルメチルアミノジルコニウム（ＴＥＭＡＺ：Ｚｒ［Ｎ（ＣＨ3）（Ｃ2Ｈ5）］4）などのアミド化合物が主として用いられる。酸化剤としてはＨ2ＯやＯ3が用いられるが、膜特性が優れていることから最近ではＯ3が主として用いられる。ＡＬＤ成膜においては金属材料であるＴＥＭＡＨあるいはＴＥＭＡＺと酸化剤であるＯ3を交互に反応室に供給することにより成膜を行う（例えば、特許文献１参照）。【０００４】
近年、Ｈｉｇｈ−ｋ膜の様な金属酸化膜に少量の原子を添加（ドーピング）することで、結晶構造を変化させ、誘電率をさらに増加させる試みが成されている。金属酸化膜に少量の原子を添加（ドーピング）する方法には、成膜ガスとドーピングガスを同時に混合供給する方法や、成膜原料を用いた酸化膜とドーピング原料を用いた酸化膜を積層し、各膜の膜厚比率を調整することにより所定の量だけ少量の原子をドーピングする方法がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−４９３６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、成膜ガスとドーピングガスを同時に混合供給する方法では、ドーピングガスの供給量が少量である場合、ガス供給比率を所定の値となるよう制御することが難しく、したがってドーピング濃度を制御することが難しい。また、成膜原料を用いた酸化膜とドーピング原料を用いた酸化膜を積層し、各膜の膜厚比率を調整する方法では、膜厚分布が悪い場合に基板内でのドーピング濃度に分布差ができてしまう可能性がある。すなわち、従来技術ではドーピング濃度分布や基板内での膜厚分布に差ができ、半導体装置の特性にばらつきが生じることがあった。【０００７】
従って、本発明の主な目的は、上記問題を解決し、高誘電率を有するとともに高温で安定したキャパシタ絶縁膜を形成する半導体装置の製造方法、基板処理装置及び半導体装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため本発明によれば、基板を収容する処理室に第１の元素を含む第１の原料を供給して、前記基板の表面に前記第１の原料を吸着させる工程と、前記第１の原料を吸着させた後、前記処理室に第２の元素を含む第２の原料を供給して、前記基板の表面に前記第２の原料を吸着させる工程と、前記処理室に第３の元素を含む第３の原料を供給して、前記基板の表面を改質する工程と、前記処理室内の雰囲気を除去する工程と、を含む工程を行うことにより、所定の膜を形成する半導体装置の製造方法であって、前記基板の表面に吸着させる前記第１の原料の飽和吸着量に対して、前記第１の原料の吸着量と前記第２の原料の吸着量を調整することにより、前記膜中における第２の元素の含有量を制御することを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。【０００９】
本発明の他の態様によれば、基板を収容する処理室に第１の元素を含む第１の原料を供給して、前記基板の表面に前記第１の原料を吸着させる第１の工程と、前記処理室内の雰囲気を除去する第２の工程と、前記処理室に第２の元素を含む第２の原料を供給して、前記基板の表面に前記第２の原料を吸着させる第３の工程と、前記処理室内の雰囲気を除去する第４の工程と、前記処理室に第３の元素を含む第３の原料を供給して、前記基板の表面を改質する第５の工程と、前記処理室内の雰囲気を除去する第６の工程と、を順に複数回繰り返すことにより、所定の膜を形成する半導体装置の製造方法であって、前記基板の表面に吸着させる前記第１の原料の飽和吸着量に対して、前記第１の原料の吸着量と前記第２の原料の吸着量を調整することにより、前記膜中における第２の元素の含有量を制御することを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。【００１０】
本発明の他の態様によれば、基板を収容する処理室と、前記基板に第１の元素を含む第１のガスを供給する第１のガス供給系と、前記基板に第２の元素を含む第２のガスを供給する第２のガス供給系と、前記基板に第３の元素を含む第３のガスを供給する第３のガス供給系と、前記基板に前記第１のガスを供給して前記基板の表面に少なくとも前記第１の元素を吸着させた後、前記基板に前記第２のガスを供給して前記基板の表面に少なくとも前記第２の元素を吸着させ、さらに前記基板に前記第３のガスを供給して前記基板の表面に吸着した前記第１の元素と前記第２の元素を反応させて前記基板の表面に所定の膜を形成するよう前記第１のガス供給系、前記第２のガス供給系及び前記第３のガス供給系を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記基板の表面に吸着させる前記第１の元素の飽和吸着量に対して、前記第１のガスの吸着量と前記第２の元素の吸着量を調整することにより、前記膜中における第２の元素の含有量を制御する基板処理装置が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、高誘電率を有するとともに高温で安定したキャパシタ絶縁膜を形成する半導体装置の製造方法、基板処理装置及び半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態で好適に用いられる基板処理装置の概略的な構成を示す斜透視図である。
【図２】本発明の実施形態で好適に用いられる処理炉の一例とそれに付随する部材の概略構成図であって、特に処理炉部分を縦断面で示す図面である。
【図３】本発明の実施形態で好適に用いられる図２に示す処理炉のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る成膜シーケンスを示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係るプロセスを説明するフローチャートである。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る各工程におけるウエハを示す断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る成膜シーケンスを示す図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係るプロセスを説明するフローチャートである。
【図９】本実施形態に係るＴＥＭＡＨの暴露量と膜厚の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１４】
［装置全体構成］
本発明を実施するための形態において、基板処理装置は、一例として、半導体装置（ＩＣ）の製造方法における処理工程を実施する半導体製造装置として構成されている。尚、以下の説明では、基板処理装置として基板に酸化、拡散処理やＣＶＤ処理などを行なう縦型の装置を適用した場合について述べる。図１は、本発明の一実施形態にて好適に用いられる基板処理装置の斜透視図として示されている。尚、本発明は、本実施形態にかかる基板処理装置に限らず、枚葉式、Ｈｏｔ  Ｗａｌｌ型、Ｃｏｌｄ  Ｗａｌｌ型の処理炉を有する基板処理装置にも好適に適用できる。
【００１５】
図１に示す通り、基板処理装置１では、シリコン等の材料から構成されるウエハ２００を収納したウエハキャリアとしてのカセット１００が使用される。
基板処理装置１は筐体１０１を備えている。
【００１６】
筐体１０１内側にはカセットステージ１０５が設置されている。カセット１００は、工場内搬送装置（図示略）によって、カセットステージ１０５上に搬入されたり、カセットステージ１０５上から搬出されたりされるようになっている。
【００１７】
カセットステージ１０５は、工場内搬送装置によって、カセット１００内でウエハ２００が垂直姿勢を保持し、カセット１００のウエハ出し入れ口が上方向を向くように載置される。カセットステージ１０５は、カセット１００を筐体１０１後方に右回り縦方向９０°回転し、カセット１００内のウエハ２００が水平姿勢となり、カセット１００のウエハ出し入れ口が筐体１０１後方を向くように動作可能となるよう構成されている。
【００１８】
筐体１０１内の前後方向の略中央下部には、カセット棚１０９が設置されている。カセット棚１０９は複数段複数列にわたり複数個のカセット１００を保管するように構成されている。カセット棚１０９にはウエハ移載機構１１２の搬送対象となるカセット１００が収納される移載棚１２３が設けられている。また、カセットステージ１０５の上方には予備カセット棚１１０が設置されており、予備のカセット１００を保管するように構成されている。
【００１９】
カセットステージ１０５とカセット棚１０９との間にはカセット搬送装置１１４が設置されている。カセット搬送装置１１４は、カセット１００を保持したまま昇降可能なカセットエレベータ１１４ａと、搬送機構としてのカセット搬送機構１１４ｂとで構成されている。カセット搬送装置１１４は、カセットエレベータ１１４ａとカセット搬送機構１１４ｂとの連続動作により、カセット１００をカセットステージ１０５とカセット棚１０９と予備カセット棚１１０との間で搬送するようになっている。
【００２０】
カセット棚１０９の後方にはウエハ移載機構１１２が設置されている。ウエハ移載機構１１２は、ウエハ２００を水平方向に回転ないし直動可能なウエハ移載装置１１２ａと、ウエハ移載装置１１２ａを昇降させるためのウエハ移載装置エレベータ１１２ｂとで構成されている。ウエハ移載装置エレベータ１１２ｂは耐圧筐体１０１の右側端部に設置されている。ウエハ移載機構１１２は、ウエハ移載装置１１２ａとウエハ移載装置エレベータ１１２ｂとの連続動作により、ウエハ移載装置１１２ａのツイーザ１１２ｃでウエハ２００をピックアップしてそのウエハ２００をボート２１７に装填（チャージング）したり、ボート２１７から脱装（ディスチャージング）したりするように構成されている。
【００２１】
図１に示す通り、筐体１０１の後部上方には処理炉２０２が設けられている。処理炉２０２の下端部は炉口シャッタ１１６により開閉されるように構成されている。
【００２２】
処理炉２０２の下方にはボート２１７を処理炉２０２に昇降させるためのボートエレベータ１２１が設置されている。ボートエレベータ１２１には連結具としてのアーム１２２が連結されており、アーム１２２には蓋体としてのシールキャップ２１９が水平に据え付けられている。シールキャップ２１９はボート２１７を垂直に支持するもので、処理炉２０２の下端部を閉塞可能なように構成されている。
【００２３】
ボート２１７は複数の保持部材を備えており、複数枚（例えば５０〜１５０枚程度）のウエハ２００をその中心を揃えて垂直方向に整列させた状態で、それぞれ水平に保持するように構成されている。
【００２４】
図１に示す通り、カセット棚１０９の上方には、清浄化した雰囲気であるクリーンエアを供給するクリーンユニット１１８が設置されている。クリーンユニット１１８は、供給ファン及び防塵フィルタで構成されており、クリーンエアを筐体１０１の内部に流通させるように構成されている。
【００２５】
ウエハ移載装置エレベータ１１２ｂ及びボートエレベータ１２１側と反対側である筐体１０１の左側端部にも、クリーンエアを供給するクリーンユニット（図示略）が設置されている。当該クリーンユニットもクリーンユニット１１８と同様に供給ファン及び防塵フィルタで構成されている。当該クリーンユニットから供給されたクリーンエアはウエハ移載装置１１２ａ、ボート２１７等の近傍を流通し、その後に筐体１０１の外部に排気されるようになっている。
【００２６】
次に、基板処理装置１の動作について説明する。
【００２７】
図１に示す通り、カセット１００は不図示のカセット搬入搬出口からカセットステージ１０５上に搬入される。このとき、カセット１００内のウエハ２００は垂直姿勢に保持され、カセット１００のウエハ出し入れ口が上方向を向くように載置される。
【００２８】
その後、カセット１００は、カセットステージ１０５によって、カセット１００内のウエハ２００が水平姿勢となり、カセット１００のウエハ出し入れ口が筐体１０１の後方を向くように、右周り縦方向９０°回転させられる。
【００２９】
次に、カセット１００は、カセット棚１０９ないし予備カセット棚１１０の指定された棚位置へカセット搬送装置１１４によって自動的に搬送されて受け渡され、一時的に保管された後、カセット棚１０９ないし予備カセット棚１１０からカセット搬送装置１１４によって移載棚１２３に移載されるか、もしくは直接移載棚１２３に搬送される。
【００３０】
カセット１００が移載棚１２３に移載されると、ウエハ２００はカセット１００からウエハ移載装置１１２ａのツイーザ１１２ｃによってウエハ出し入れ口を通じてピックアップされ、移載室１２４の後方にあるボート２１７に装填（チャージング）される。ボート２１７にウエハ２００を受け渡したウエハ移載装置１１２ａはカセット１００に戻り、次のウエハ２００をボート２１７に装填する。
【００３１】
予め指定された枚数のウエハ２００がボート２１７に装填されると、炉口シャッタ１１６によって閉じられていた処理炉２０２の下端部が、炉口シャッタ１１６によって、開放される。続いて、ウエハ２００群を保持したボート２１７は、シールキャップ２１９がボートエレベータ１２１によって上昇されることにより、処理炉２０２内へ搬入（ローディング）される。
【００３２】
ローディング後は、処理炉２０２にてウエハ２００に任意の処理（後述参照）が実施される。処理後は、上記と逆の手順で、カセット１００及びウエハ２００が筐体１０１の外部に搬出される。
【００３３】
［処理炉構成］
図２は、図１に示す基板処理装置の縦型処理炉の概略断面図である。また、図３は、図２に示す処理炉のＡ−Ａ線断面図である。
加熱装置（加熱手段）であるヒータ２０７の内側に、基板であるウエハ２００を処理する反応容器として反応管２０３が設けられ、この反応管２０３の下端には、例えばステンレス等よりなるマニホールド２０９が係合され、さらにその下端開口の反応管２０３の下方には反応管２０３の下端開口を気密に閉塞可能な炉口蓋体としてのシールキャップ２１９が設けられている。シールキャップ２１９は反応管２０３の下端に垂直方向下側から当接されるようになっている。シールキャップ２１９は例えばステンレス等の金属からなり、円盤状に形成されている。シールキャップ２１９の上面には反応管２０３の下端と当接するシール部材としてのＯリング２２０が設けられている。シールキャップ２１９の処理室２０１と反対側にはボートを回転させる回転機構２６７が設けられている。回転機構２６７の回転軸２５５はシールキャップ２１９を貫通して、後述するボート２１７に接続されており、ボート２１７を回転させることでウエハ２００を回転させるよう構成されている。シールキャップ２１９は反応管２０３の外部に設けられた昇降機構としてのボートエレベータ１１５によって垂直方向に昇降されるように構成されており、これによりボート２１７を処理室２０１内に対し搬入搬出することが可能となっている。少なくとも、このヒータ２０７、反応管２０３、マニホールド２０９、及びシールキャップ２１９により処理炉２０２を形成し、反応管２０３、マニホールド２０９、Ｏリング２２０及びシールキャップ２１９により処理室２０１を形成している。
【００３４】
反応管２０３の下端部およびマニホールド２０９の上部開口端部には、それぞれ環状のフランジが設けられ、これらのフランジ間にはＯリング２２０が配置され、両者の間は気密にシールされている。
【００３５】
シールキャップ２１９には、回転軸２５５ボート支持台２１８を介して基板保持部材（基板保持手段）であるボート２１７が立設され、ボート支持台２１８はボート２１７を保持する保持体となっている。そして、ボート２１７は処理室２０１に挿入される。ボート２１７にはバッチ処理される複数のウエハ２００が水平姿勢で管軸方向に多段に積載される。ヒータ２０７は処理室２０１に挿入されたウエハ２００を所定の温度に加熱する。
【００３６】
処理室２０１へは複数種類、ここでは３種類のガスを供給する供給経路としての３本のガス供給管３１０、３２０、３３０が設けられている。ガス供給管３１０、３２０、３３０は、マニホールド２０９を貫通して設けられており、ガス供給管３１０はガス供給ノズル４１０に連通し、ガス供給管３２０はガス供給ノズル４２０に連通し、ガス供給管３３０はガス供給ノズル４３０に連通し、処理室２０１内には、ガス供給ノズル４１０と、ガス供給ノズル４２０と、ガス供給ノズル４３０の３本のガス供給ノズルが設けられている。
【００３７】
ガス供給管３１０からは、処理室２０１に成膜ガスとして、例えばＴＥＭＡＨが供給される。ＴＥＭＡＨは、流量制御装置（流量制御手段）であるマスフローコントローラ３１２、気化器７００、開閉弁であるバルブ３１４、及び処理室２０１内に設置されたガス供給ノズル４１０を介して、処理室２０１に供給される。
【００３８】
ガス供給管３２０からは、処理室２０１にドーピングガスとして、例えばトリスジメチルアミノシラン（ＴＤＭＡＳ：ＳｉＨ［Ｎ（ＣＨ3）2］3）が供給される。ＴＤＭＡＳは、流量制御装置（流量制御手段）であるマスフローコントローラ３２２、気化器７０２、開閉弁であるバルブ３２４、及び処理室２０１内に設置されたガス供給ノズル４２０を介して、処理室２０１に供給される。
【００３９】
ガス供給管３３０からは、処理室２０１に酸化ガスとして、例えばオゾン（Ｏ3）が供給される。Ｏ3は、オゾナイザ３３１を用いて供給され、流量制御手段であるマスフローコントローラ３３２、開閉弁であるバルブ３３４、及び処理室２０１内に設置されたガス供給ノズル４３０を介して、処理室２０１に供給される。
【００４０】
ガス供給管３１０には、不活性ガス供給管５１０がマスフローコントローラ５１２及び開閉バルブ５１４を介してバルブ３１４の下流側に接続されている。また、ガス供給管３２０には、不活性ガス供給管５２０がマスフローコントローラ５２２及び開閉バルブ５２４を介してバルブ３２４の下流側に接続されている。ガス供給管３３０には、不活性ガス供給管５３０がマスフローコントローラ５３２及び開閉バルブ５３４を介してバルブ３３４の下流側に接続されている。
【００４１】
主に、ガス供給管３１０、マスフローコントローラ３１２、気化器７００、バルブ３１４、ガス供給ノズル４１０により第１のガス供給系（第１のガス供給手段、第１の処理ガス供給系）が構成される。また、主に、不活性ガス供給管５１０、マスフローコントローラ５１２、開閉バルブ５１４により第１の不活性ガス供給系（第１の不活性ガス供給手段）が構成される。また、主に、ガス供給管３２０、マスフローコントローラ３２２、気化器７０２、バルブ３２４、ガス供給ノズル４２０により第２のガス供給系（第２のガス供給手段、第２の処理ガス供給系）が構成される。また、主に、不活性ガス供給管５２０、マスフローコントローラ５２２、開閉バルブ５２４により第２の不活性ガス供給系（第２の不活性ガス供給手段）が構成される。また、主に、ガス供給管３３０、オゾナイザ３３１、マスフローコントローラ３３２、バルブ３３４、ガス供給ノズル４３０により第３のガス供給系（第３のガス供給手段、第３の処理ガス供給系）が構成される。また、主に、不活性ガス供給管５３０、マスフローコントローラ５３２、開閉バルブ５３４により第３の不活性ガス供給系（第３の不活性ガス供給手段）が構成される。
【００４２】
反応管２０３には、処理室２０１内の雰囲気を排気する排気管２３１が設けられている。排気管２３１には処理室２０１内の圧力を検出する圧力検出器（圧力検出部）としての圧力センサ２４５および圧力調整器（圧力調整部）としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ２４３を介して真空排気装置としての真空ポンプ２４６が接続されており、処理室２０１内の圧力が所定の圧力（真空度）となるよう真空排気し得るように構成されている。なお、ＡＰＣバルブ２４３は弁を開閉して処理室２０１内の真空排気・真空排気停止ができ、更に弁開度を調節して圧力調整可能となっている開閉弁である。主に、排気管２３１、ＡＰＣバルブ２４３、真空ポンプ２４６、圧力センサ２４５により排気系が構成される。
【００４３】
ガス供給ノズル４１０、ガス供給ノズル４２０及びガス供給ノズル４３０は、処理室２０１の下部より上部にわたりウエハ２００の積載方向に沿って配設されている。そして、ガス供給ノズル４１０には複数のガスを供給するガス供給孔４１０ａが設けられ、ガス供給ノズル４２０には複数のガスを供給するガス供給孔４２０ａが設けられ、ガス供給ノズル４３０には複数のガスを供給するガス供給孔４３０ａが設けられている。
【００４４】
反応管２０３内には温度検出器としての温度センサ２６３が設置されており、温度センサ２６３により検出された温度情報に基づきヒータ２０７への通電具合を調整することで、処理室２０１内の温度が所望の温度分布となるように構成されている。温度センサ２６３は、ガス供給ノズル４１０、４２０及び４３０と同様にＬ字型に構成されており、反応管２０３の内壁に沿って設けられている。
【００４５】
反応管２０３内の中央部には複数枚のウエハ２００を多段に同一間隔で載置するボート２１７が設けられており、このボート２１７はボートエレベータ１１５により反応管２０３に出入りできるようになっている。また処理の均一性を向上する為にボート２１７を回転するための回転装置（回転手段）であるボート回転機構２６７が設けてあり、ボート回転機構２６７を回転することにより、ボート支持台２１８に保持されたボート２１７を回転するようになっている。
【００４６】
制御部（制御手段）であるコントローラ２８０は、マスフローコントローラ３１２、３２２、３３２、５１２、５２２、５３２、バルブ３１４、３２４、３３４、５１４、５２４、５３４、ＡＰＣバルブ２４３、オゾナイザ３３１、ヒータ２０７、真空ポンプ２４６、圧力センサ２４５、温度センサ２６３、ボート回転機構２６７、ボートエレベータ１１５等に接続されており、マスフローコントローラ３１２、３２２、３３２、５１２、５２２、５３２の流量調整、バルブ３１４、３２４、３３４、５１４、５２４、５３４の開閉動作、ＡＰＣバルブ２４３の開閉及び圧力調整動作、オゾナイザ３３１の動作、ヒータ２０７の温度調節、真空ポンプ２４６の起動・停止、圧力センサ２４５、温度センサ２６３の検出動作、ボート回転機構２６７の回転速度調節、ボートエレベータ１１５の昇降動作等の制御が行われる。
【００４７】
従来のＣＶＤ法やＡＬＤ法では、例えば、ＣＶＤ法の場合、形成する膜を構成する複数の元素を含む複数種類のガス等を同時に供給し、また、ＡＬＤ法の場合、形成する膜を構成する複数の元素を含む複数種類のガス等を交互に供給する。そして、供給時の供給流量、供給時間、プラズマパワーなどの処理条件を制御することによりシリコン酸化膜（ＳｉＯ膜）や窒化シリコン膜（ＳｉＮ膜）を形成する。それらの技術では、例えばＳｉＯ膜を形成する場合、膜の組成比が化学量論組成であるＯ／Ｓｉ≒２となるように、また例えばＳｉＮ膜を形成する場合、膜の組成比が化学量論組成であるＮ／Ｓｉ≒１．３３となるようにすることを目的として、供給条件を制御する。
【００４８】
一方、形成する膜の組成比が化学量論組成とは異なる所定の組成比となるようにすることを目的として、供給条件を制御することも可能である。すなわち、形成する膜を構成する複数の元素のうち少なくとも一つの元素が他の元素よりも化学量論組成に対し過剰となるようにすることを目的として、供給条件を制御する。このように形成する膜を構成する複数の元素の比率、すなわち、膜の組成比を制御しつつ成膜を行うことも可能である。以下では、異なる種類の元素を含む複数種類のガスを、供給条件を制御しつつ、交互に供給して化学量論組成を有するシリコン酸化膜もしくは化学量論組成とは異なる所定の組成比を有するシリコン酸化膜を形成するシーケンス例について説明する。
【００４９】
［半導体デバイスの製造方法］
上述の基板処理装置の処理炉２０２を用いて、半導体装置（デバイス）の製造工程の一工程として、基板上に絶縁膜を成膜する方法の例について説明する。尚、以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作はコントローラ２８０により制御される。
【００５０】
図４に、本発明の第１の実施形態における成膜シーケンスを示す。また、図５は、本発明の第１の実施形態におけるプロセスを説明するフローチャートである。
【００５１】
成膜原料としては、Ｈｆ含有ガスとして例えばＴＥＭＡＨ（テトラキスエチルメチルアミノハフニウム、Ｈｆ［Ｎ（ＣＨ3）（Ｃ2Ｈ5）］4）、Ｚｒ含有ガスとして例えばＴＥＭＡＺ（テトラキスエチルメチルアミノジルコニウム、Ｚｒ［Ｎ（ＣＨ3）（Ｃ2Ｈ5）］4）、等の有機金属原料を使用することができる。また、ドーピング原料としては、Ｓｉ含有ガスとして例えばＴＤＭＡＳ（トリジメチルアミノシラン、ＳｉＨ［Ｎ（ＣＨ3）2］3）、Ａｌ含有ガスとして例えばＴＭＡ（トリメチルアルミニウム、Ａｌ（ＣＨ3）3）等を使用することができる。また、酸化剤としては、Ｏ含有ガスとして例えばＯ3やＨ2Ｏ等を用いることができる。また、不活性ガスとして例えばＮ2ガスを使用することができる。
【００５２】
＜基板搬入工程＞
まず、複数枚のウエハ２００がボート２１７に装填（ウエハチャージ）される。
【００５３】
複数枚のウエハ２００を支持したボート２１７が、ボートエレベータ１１５によって持ち上げられて処理室２０１内に搬入（ボートロード）される。この状態で、シールキャップ２１９はＯリング２２０を介して反応管２０３の下端をシールした状態となる。
【００５４】
処理室２０１内が所望の圧力（真空度）となるように真空ポンプ２４６によって真空排気される。この際、処理室２０１内の圧力が圧力センサ２４５で測定され、この測定された圧力に基づいてＡＰＣバルブ２４３がフィードバック制御される（圧力調整）。
【００５５】
また、処理室２０１内が所望の温度となるようにヒータ２０７によって加熱される。この際、処理室２０１内が所望の温度分布となるように、温度センサ２６３が検出した温度情報に基づきヒータ２０７への通電具合がフィードバック制御される（温度調整）。
【００５６】
続いて、回転機構２６７により、ボート２１７が回転されることでウエハ２００が回転される。
【００５７】
＜成膜工程＞
（ステップ１１）
ステップ１１では、ガス供給管３１０から成膜原料としての第１の原料であるＴＥＭＡＨを流す。
まず不活性ガス供給管５１０に設けたバルブ５１４、ガス供給管３１０に設けられたバルブ３１４、及びガス排気管２３１に設けられたバルブ２４３を共に開けて、不活性ガス供給管５１０からマスフローコントローラ５１２により流量調節された不活性ガスが、ガス供給管３１０からマスフローコントローラ３１２により流量調節されて、気化器７００を介してガス化したＴＥＭＡＨガスとの混合ガスとして、ガス供給ノズル４１０のガス供給孔４１０ａから処理室２０１に供給されつつガス排気管２３１から排気される。ＴＥＭＡＨガスを流すときは、ＡＰＣバルブ２４３を適正に調整して処理室２０１内圧力を３０〜５００Ｐａの範囲であって、例えば１００Ｐａに維持する。マスフローコントローラ５１２で制御する不活性ガスの供給流量は５ｓｌｍである。ＴＥＭＡＨを供給するための時間は１〜１２０秒設定する。その後さらに吸着させるため上昇した圧力雰囲気中に晒す時間を０〜４秒に設定しても良い。このときのウエハ温度は、１５０〜２５０℃の範囲であって、例えば２５０℃である。このとき、処理室２０１内に流しているガスは、ＴＥＭＡＨとＮ2、Ａｒ等の不活性ガスのみであり、Ｏ3は存在しない。したがって、ＴＥＭＡＨは気相反応を起こすことはなく、ウエハ２００上に表面反応（化学吸着）して、原料（ＴＥＭＡＨ）の吸着層またはＨｆ層（以下、Ｈｆ含有層）を形成する（図６（ａ））。ＴＥＭＡＨの吸着層とは、原料分子の連続的な吸着層の他、不連続な吸着層をも含む。Ｈｆ層とは、Ｈｆにより構成される連続的な層の他、これらが重なってできるＨｆ薄膜をも含む。尚、Ｈｆにより構成される連続的な層をＨｆ薄膜という場合もある。
【００５８】
同時に、ガス供給管３２０の途中につながっている不活性ガス供給管５２０および、ガス供給管３３０の途中につながっている不活性ガス供給管５３０から、開閉バルブ５２４、５３４を開けて不活性ガスを流すと、ＴＤＭＡＳ側及びＯ3側にＴＥＭＡＨガスが回り込むことを防ぐことができる。
【００５９】
（ステップ１２）
ステップ１２では、バルブ３１４を閉じ、ガス供給管３２０からドーピング原料としての第２の原料であるＴＤＭＡＳを流す。
まず不活性ガス供給管５２０に設けたバルブ５２４、ガス供給管３２０に設けられたバルブ３２４、及びガス排気管２３１に設けたＡＰＣバルブ２４３を共に開けて、不活性ガス供給管５２０からマスフローコントローラ５２２により流量調節された不活性ガスが、ガス供給管３２０からマスフローコントローラ３２２により流量調節されて、気化器７０２を介してガス化したＴＤＭＡＳガスとの混合ガスとして、ガス供給ノズル４２０のガス供給孔４２０ａから処理室２０１に供給されつつガス排気管２３１から排気される。ＴＤＭＡＳガスを流すときは、ＡＰＣバルブ２４３を適正に調整して処理室２０１内圧力を３０〜５００Ｐａの範囲であって、例えば６０Ｐａに維持する。マスフローコントローラ５２２で制御する不活性ガスの供給流量は１ｓｌｍ以下である。ＴＤＭＡＳを供給するための時間は１０秒に設定する。その後さらに吸着させるため上昇した圧力雰囲気中に晒す時間を０〜１０秒に設定しても良い。このときのウエハ温度は、１５０〜２５０℃の範囲であって、例えば２５０℃である。
【００６０】
同時に、ガス供給管３１０の途中につながっている不活性ガス供給管５１０および、ガス供給管３３０の途中につながっている不活性ガス供給管５３０から、開閉バルブ５１４、５３４を開けて不活性ガスを流すと、ＴＥＭＡＨ側及びＯ3側にＴＤＭＡＳガスが回り込むことを防ぐことができる。
【００６１】
このとき、処理室２０１内に流しているガスは、ＴＤＭＡＳとＮ2、Ａｒ等の不活性ガスのみであり、Ｏ3は存在しない。したがって、ＴＤＭＡＳは気相反応を起こすことはなく、ウエハ２００上に表面反応（化学吸着）して、原料（ＴＤＭＡＳ）の吸着層またはＳｉ層（以下、Ｓｉ含有層）を形成する（図６（ｂ））。ＴＤＭＡＳの吸着層とは、原料分子の連続的な吸着層の他、不連続な吸着層をも含む。Ｓｉ層とは、Ｓｉにより構成される連続的な層の他、これらが重なってできるＳｉ薄膜をも含む。尚、Ｓｉにより構成される連続的な層をＳｉ薄膜という場合もある。
【００６２】
（ステップ１３）
成膜後、ステップ１３では、バルブ３２４を閉じ、ＡＰＣバルブ２４３を開けて処理室２０１を真空排気し、処理室２０１内のガスを排除する。また、この時にはＮ2等の不活性ガスを、ＴＥＭＡＨ供給ラインであるガス供給管３１０、ＴＤＭＡＳ供給ラインであるガス供給管３２０及びＯ3供給ラインであるガス供給管３３０から不活性ガス供給管５１０、５２０及び５３０からそれぞれ処理室２０１に供給してパージすると、さらに残留するガスを処理室２０１から排除する効果が高まる。
【００６３】
（ステップ１４）
ステップ１４では、ガス供給管３３０から酸化剤としての第３の原料であるＯ3ガスを流す。
まずガス供給管３３０に設けたバルブ３３４、及びガス排気管２３１に設けたＡＰＣバルブ２４３を共に開けて、オゾナイザ３３１からマスフローコントローラ３３２により流量調整されたＯ3ガスをガス供給ノズル４３０のガス供給孔４３０ａから処理室２０１に供給しつつガス排気管２３１から排気する。Ｏ3ガスを流すときは、ＡＰＣバルブ２４３を適正に調節して処理室２０１内圧力を３０〜５００Ｐａの範囲であって、例えば１３０Ｐａに維持する。マスフローコントローラ３３２で制御するＯ3の供給流量は２５０ｇ／ｍ3で１５ｓｌｍである。Ｏ3にウエハ２００を晒す時間は１２０秒間である。このときのヒータ２０７の温度は、ウエハ２００の温度が１５０〜２５０℃の範囲であって、例えば２５０℃になるよう設定してある。
【００６４】
同時に、ガス供給管３１０の途中につながっている不活性ガス供給管５１０および、ガス供給管３２０の途中につながっている不活性ガス供給管５２０から、開閉バルブ５１４、５２４を開けて不活性ガスを流すと、ＴＥＭＡＨ側およびＴＤＭＡＳ側にＯ3ガスが回り込むことを防ぐことができる。
【００６５】
Ｏ3の供給により、ウエハ２００上に化学吸着したＨｆ―Ｓｉ含有層とＯ3が表面反応（化学吸着）して、ウエハ２００上にハフニウムシリケート（ＨｆＳｉＯ）膜が成膜される（図６（ｃ））。
【００６６】
（ステップ１５）
ステップ１５では、ガス供給管３３０のバルブ３３４を閉めて、Ｏ3の供給を止める。
また、ガス排気管２３１のＡＰＣバルブ２４３は開いたままにし、真空ポンプ２４６により、処理室２０１を２０Ｐａ以下に排気し、残留Ｏ3を処理室２０１から排除する。また、この時には、Ｎ2等の不活性ガスを、ＴＥＭＡＨ供給ラインであるガス供給管３１０、ＴＤＭＡＳ供給ラインであるガス供給管３２０及びＯ3供給ラインであるガス供給管３３０からそれぞれ処理室２０１に供給してパージすると、残留Ｏ3を排除する効果が更に高まる。
【００６７】
上記ステップ１１〜１５を１サイクルとし、少なくとも１回以上行なうことにより成膜とドーピングが進行し、ウエハ２００上に所定膜厚のＨｆＳｉＯ膜を成膜する。このステップ１１〜１５のサイクルは、複数回繰り返すのが好ましい。
【００６８】
＜基板搬出工程＞
成膜工程が終了すると、内部の雰囲気がＮ2ガスに置換された処理室２０１内は、圧力が常圧に復帰される（大気圧復帰）。
【００６９】
その後、ボートエレベータ１１５によりシールキャップ２１９が下降されて、反応管２０３の下端が開口されるとともに、処理済のウエハ２００がボート２１７に保持された状態で反応管２０３の下端から外部に搬出（ボートアンロード）される。
【００７０】
続いて、処理済みのウエハ２００は、ウエハ移載装置１１２ａによってボート２１７から取り出される（ウエハディスチャージ）。
【００７１】
（第２の実施の形態）
図７及び図８を参照して、本実施形態を説明する。図７は、本発明の第２の実施形態における成膜シーケンスを示す。図８は、本発明の第２の実施形態におけるプロセスを説明するフローチャートである。以下では第１の実施形態と異なる箇所のみ説明する。
成膜工程において、上記の第１の実施形態では、ステップ１１でＴＥＭＡＨを流し、ステップ１２でＴＤＭＡＳを流し、ステップ１３で処理室２０１内のガスを排除し、ステップ１４でＯ3ガスを流し、ステップ１５で処理室２０１内の残留Ｏ3を排除するサイクルを行ったが、第２の実施形態では、ステップ２１でＴＥＭＡＨを流し、ステップ２２で処理室２０１内のガスを排除し、ステップ２３でＴＤＭＡＳを流し、ステップ２４で処理室２０１内のガスを排除し、ステップ２５でＯ3ガスを流し、ステップ２６で処理室２０１内の残留Ｏ3を排除するサイクルを行う点が異なる。処理条件等、その他の点については第１の実施形態と同じである。
【００７２】
次に、成膜ガスとドーピングガスの供給量の関係について説明する。
【００７３】
図９は、ＴＥＭＡＨの暴露量と膜厚の関係を示す。
暴露量は、処理室２０１内に導入したガスの圧力と導入時間の積として、その量をＬａｎｇｍｕｉｒ（Ｌ，１Ｌ＝１０-6Ｔｏｒｒ・ｓｅｃ）の単位で表す。
図９に示すように、例えば５％ドーピングしたい場合は、ＴＥＭＡＨの飽和吸着量（飽和暴露量）の９５％を成膜原料（ＴＥＭＡＨ）の吸着で行い、残り５％をドーピング原料（ＴＤＭＡＳ）の吸着に割り当てることでドーピングを含む成膜層（ＨｆＳｉＯ膜）を形成することができる。すなわち、成膜原料であるＴＥＭＡＨの飽和吸着量に対して、ＴＥＭＡＨの吸着量と添加するドーピング原料であるＴＤＭＡＳの吸着量との比率を調整することによりドーピング原料の供給量を制御し、基板内でのドーピング量の制御とドーピング分布を改善することができる。また、本実施形態においては、ＴＥＭＡＨ、ＴＤＭＡＳの順に暴露させたが、暴露させる順番は、基板内での吸着分布がよい方を先に暴露させるとよい。
【００７４】
すなわち、本発明によれば、基板表面に飽和吸着する成膜原料の飽和吸着量に対して、成膜原料の吸着量と添加するドーピング原料の吸着量との比率を調整することによりドーピング量を制御し、基板内でのドーピング量の制御とドーピング分布を改善することができ、これにより高誘電率を有するとともに高温状態で安定したキャパシタ絶縁膜の形成を実現することができる。
【００７５】
なお、本実施形態においては、成膜原料としてＨｆ含有ガスの一例であるＴＥＭＡＨを用いたが、これに限らずＺｒ含有ガスの一例であるＴＥＭＡＺ等を用いてもよい。
また、本実施形態においては、ドーピング原料としてＳｉ含有ガスの一例であるＴＤＭＡＳを用いたが、これに限らずＡｌ含有ガスの一例であるＴＭＡ等を用いてもよい。
また、本発明は、高誘電率膜であれば、ＨｆＳｉＯ膜、ＺｒＳｉＯ膜、ＨｆＡｌＯ膜、ＺｒＡｌＯ膜等に限らず、他の膜の形成にも適用可能である。
【００７６】
なお、基板表面に吸着する成膜原料の飽和吸着量に対して添加（ドーピング）するドーピング原料の吸着量は、成膜原料の飽和吸着量の１０％未満とすることが好ましい。
【００７７】
なお、図２では処理炉構成として、反応管２０３内にガス供給ノズル４１０、４２０及び４３０が立設し、反応管２０３の下部にガス排気管２３１が接続された実施形態が記載されているが、これに限らず、例えば、反応管２０３の代わりに、上端が閉塞され下端が開放された円筒形状のインナチューブとアウタチューブで構成されてもよい。この場合、ガス供給ノズルが内部に立設したインナチューブをアウタチューブが取り囲み、処理室内に供給されたガスは、インナチューブの側壁であっておおよそガス供給ノズルと対向する位置に開口する排気口から処理室外へ排気される。排出されたガスはアウタチューブに接続されたガス排気管を通って反応管外へ排気される。インナチューブに開口する排気口の形状は、ウエハ積載方向に沿って細長いスリット状でもよく、ウエハ積載方向に沿って複数設けられた孔であってもよい。好ましくは、排気口は、インナチューブの側壁であって、複数枚のウエハのそれぞれに対向する高さ位置に設けられる。従って、ガス供給ノズルから処理室内に供給されたガスは、ウエハ上を水平に、ほぼ同一のガス流速で流れて排気口から排気される。
【００７８】
［本発明の好ましい態様］
以下に、本発明の好ましい態様について付記する。
【００７９】
本発明の一態様によれば、基板を収容する処理室に第１の元素を含む第１の原料を供給して、前記基板の表面に前記第１の原料を吸着させる工程と、前記第１の原料を吸着させた後、前記処理室に第２の元素を含む第２の原料を供給して、前記基板の表面に前記第２の原料を吸着させる工程と、前記処理室に第３の元素を含む第３の原料を供給して、前記基板の表面を改質する工程と、前記処理室内の雰囲気を除去する工程と、を含む工程を行うことにより、所定の膜を形成する半導体装置の製造方法であって、前記基板の表面に吸着させる前記第１の原料の飽和吸着量に対して、前記第１の原料の吸着量と前記第２の原料の吸着量を調整することにより、前記膜中における第２の元素の含有量を制御することを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
【００８０】
好ましくは、前記基板に形成される膜は、高誘電体膜である。
【００８１】
好ましくは、前記第１の元素はハフニウム及びジルコニウムを含む金属元素であって、前記第２の元素はシリコン若しくはアルミニウムであり、前記第３の元素は酸素である。
【００８２】
本発明の他の態様によれば、基板を収容する処理室に第１の元素を含む第１の原料を供給して、前記基板の表面に前記第１の原料を吸着させる第１の工程と、前記処理室内の雰囲気を除去する第２の工程と、前記処理室に第２の元素を含む第２の原料を供給して、前記基板の表面に前記第２の原料を吸着させる第３の工程と、前記処理室内の雰囲気を除去する第４の工程と、前記処理室に第３の元素を含む第３の原料を供給して、前記基板の表面を改質する第５の工程と、前記処理室内の雰囲気を除去する第６の工程と、を順に複数回繰り返すことにより、所定の膜を形成する半導体装置の製造方法であって、前記基板の表面に吸着させる前記第１の原料の飽和吸着量に対して、前記第１の原料の吸着量と前記第２の原料の吸着量を調整することにより、前記膜中における第２の元素の含有量を制御することを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
【００８３】
好ましくは、前記第１の原料は、前記第２の原料より基板の表面にて均一な吸着分布を有する。
【００８４】
本発明の他の態様によれば、基板を収容する処理室と、前記基板に第１の元素を含む第１のガスを供給する第１のガス供給系と、前記基板に第２の元素を含む第２のガスを供給する第２のガス供給系と、前記基板に第３の元素を含む第３のガスを供給する第３のガス供給系と、前記基板に前記第１のガスを供給して前記基板の表面に少なくとも前記第１の元素を吸着させた後、前記基板に前記第２のガスを供給して前記基板の表面に少なくとも前記第２の元素を吸着させ、さらに前記基板に前記第３のガスを供給して前記基板の表面に吸着した前記第１の元素と前記第２の元素を反応させて前記基板の表面に所定の膜を形成するよう前記第１のガス供給系、前記第２のガス供給系及び前記第３のガス供給系を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記基板の表面に吸着させる前記第１の元素の飽和吸着量に対して、前記第１のガスの吸着量と前記第２の元素の吸着量を調整することにより、前記膜中における第２の元素の含有量を制御する基板処理装置が提供される。
【００８５】
好ましくは、前記処理室を排気する排気系をさらに有し、前記制御部は、前記基板に前記第１のガスを供給した後であって前記基板に前記第３のガスを供給する前のタイミングもしくは、前記基板に前記第２のガスを供給した後であって前記基板に前記第３のガスを供給する前のタイミングの少なくともいずれかのタイミングで、前記処理室を排気するよう前記排気系を制御する。
【００８６】
好ましくは、前記処理室は、複数の基板を積層して収容する。
【００８７】
本発明のさらに他の態様によれば、前記基板処理装置を用いて製造された半導体装置が提供される。
【００８８】
本発明は、縦型バッチ装置について主に説明しているが、これに限らず、枚葉装置、横型装置にも適用可能である。
【符号の説明】
【００８９】
１  基板処理装置
２００  ウエハ
２０１  処理室
２０２  処理炉
２０３  反応管
２０７  ヒータ
２３１  ガス排気管
２４３  ＡＰＣバルブ
３１０、３２０、３３０  ガス供給管
３１２、３２２、３３２、５１２、５２２、５３２  マスフローコントローラ
３３１  オゾナイザ
４１０、４２０、４３０  ノズル
４１０ａ、４２０ａ、４３０ａ  ガス供給孔
５１０、５２０、５３０  不活性ガス供給管
７００、７０２  気化器
３１４，３２４，３３４，５１４，５２４，５３４  バルブ
２４６  真空ポンプ
２６７  ボート回転機構
２８０  コントローラ
【図１】
2011093203.tif 000003
【図２】
2011093203.tif 000004
【図３】
2011093203.tif 000005
【図４】
2011093203.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2011093203.tif 000009
【図８】
2011093203.tif 000010
【図９】
2011093203.tif 000011
【国際調査報告】
2011093203.tif 000012
2011093203.tif 000013
2011093203.tif 000014
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